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摘要：文章结合对水库工程输水隧洞施工及注意事项进行了简要的论述为类似工程参考、应用。
关键词：水库工程、输水隧洞施工、注意事项
中图分类号：TV62文献标识码： A 文章编号：
一、工程简介
该水库是一座以灌溉为主,兼顾防洪、供水、发电等综合利用的大(2)型水利工程。输水隧洞为圆形全长302m,分A段(0+206～0+430)半径1.55m、B段(0+430～0+508)半径1.65m,隧洞洞线地表为全分化花岗岩层覆盖,一般厚5～10m,结构较疏松,风化层内夹带大量20～50cm岩石,局部直径达1m以上,进出口地质比较差,进口为强风化花岗岩,出口为全风化花岗岩粘土,洞身内岩性破碎稳定性差,大部分为Ⅳ类围岩。针对隧洞段地质条件,采取了全断面掘进开挖、超前锚杆和钢拱架架设、及时紧跟喷锚支护,最后模筑混凝土衬砌的施工方法。
二、施工方法
2．1方法选择
水库除险加固工程输水隧洞断面为8m2左右,断面较小隧洞开挖采用全断面钻爆法施工,要求一次性爆破成型,周边采用光面爆破保证洞壁成型光滑,减少超挖。由于围岩地质情况较差,每次开挖控制进尺1.5m后及时采取一次喷锚支护,然后再进行二次永久砼衬砌和灌浆处理,循环渐进。
2．2隧洞施工
输水隧洞地质情况较差,施工前对洞脸进行挂网喷混凝土处理,保证施工期安全,同时做好隧洞出口工作出渣斜坡道以利于机械行走。因进口箱涵施工,考虑施工交叉干扰,不能双向开挖,只能从隧洞出口段一头掘进,其施工工序如下:造孔→爆破→排烟→出渣→支撑超前锚杆及钢拱架→挂钢筋网→喷混凝土。
2.2.1开挖、出渣
工艺流程为:测量放样→钻孔→装药爆破→通风排烟→安全处理→出渣→喷锚支护。
(1)钻孔:采用气腿式风钻钻孔,钻头为“-”字形,成孔孔径42mm,孔深2.0m,掏槽孔位置略深,辅助孔孔底在同一平面上,孔位正确、平直。钻孔自上而下,每孔打好后用高压气吹孔并用纸袋等临时封孔,做好标记。周边孔孔距40～50cm,光爆孔密集系数K(K=E/W,E-光爆孔孔距,W-光爆层厚)0.6～0.8;
(2)爆破:使用原装32mm药卷,装在孔的底部,反向装药(药卷炮力集中穴指孔方向,雷管安放在孔底一端),且不堵塞炮眼。采用塑料导爆管的非电起爆毫秒雷管网络,实施微差爆破,所有的导爆管绑在一起连在一处火雷管上,点燃火雷管起爆毫秒雷管后,使炸药从掏槽孔、崩落孔、光爆孔依次起爆,不耦合系数1.3左右;
(3)排烟出渣:放炮之后,用轴流式通风机向洞内通风30min,在洞口无明显废气排出时专职撬石工排除工作面及顶部危石后,才能进行小型反铲装渣、小型汽车运输的出渣施工方案。
2．2.2 混凝土衬砌
工艺流程为:基础面清洗→钢筋绑扎→安装止水条→人工支模就位、固定(测量复核)→安装封头模板→浇筑混凝土→脱模→养护。由于隧洞断面较小且为圆形,按止水分缝位置分段采取一次钢筋绑扎、立模、混凝土浇筑的方式。模板根据结构尺寸选用强度足够的12mm钢板作为面板,面板后焊接角钢作为肋骨架加工成型,定型钢模分块的大小便于人工运输为准且对分块加以编号以便下次组装,模板间隔一定距离位置预留混凝土泵入仓口同时留有振捣口,在封口时为了排除仓内空气和检查顶拱填满程度用(按流向)每隔3m预埋一个通气管,模板块与块间利用螺栓联结。钢筋绑扎好后在隧洞上下左右中心线每间隔2m埋置锚杆螺栓穿过定型模板已预留的螺栓孔,然后采取木瓦条加螺母拧紧以固定定型模板确保浇筑时不位移。混凝土浇筑采用商品混凝土,用混凝土泵将混凝土直接压入仓内,隧洞底部混凝土浇筑速度不宜过快,控制混凝土入仓料的速度保持两边同时缓慢上升。浇筑完7d后拆模进行下一段混凝土施工,同样隧洞处于地下水位线以下洞壁外水量丰富,混凝土不需要专门的养护。
2.2.3 灌浆处理
工艺流程为:测量放样→定位造孔→灌浆→变形观测→封孔→检查孔→抹平验收。
(1)定位造孔:钻孔孔位按设计图纸测量放样,钻孔孔位与设计位置偏差不得大于10cm,在钢筋砼衬砌部位采取在预埋钢管中造孔作为灌浆孔口管,做好孔壁冲洗和脉动裂缝冲洗;
(2)灌浆:隧洞衬砌达到设计强度后,进行灌浆,灌浆材料选用质量稳定的水泥和外加剂。灌浆机具采用2SNS砂浆泵、JJS-2B搅拌桶、GJY-IV型灌浆自动记录仪配套使用,回填灌浆分区段进行,每区段长度不大于50m,分区端封堵严密,灌浆分两个次序,施工时自较低的一端开始,向较高一端推进。同一区段内的同一次序孔全部或部分钻孔完成后进行灌浆,回填灌浆压力为0.2～0.3MPa,浆液水灰比为∶一序孔灌注水灰比0.6(或0.5)∶1的水泥浆,二序孔灌注1∶1和0.6(或0.5)∶1两比级的水泥浆,空隙大的部位灌注水泥砂浆,但掺砂量不大于水泥重量的200%;
(3)变形观测:先用回填灌浆來填塞满衬砌与岩石的空隙,再用固结灌浆来固结隧洞周围的岩石。灌浆过程中当通气管开始漏浆时,就说明在拱顶已灌浆回填满,灌浆时监视衬砌砼的变形,并作好记录;
(4)检查孔:灌浆结束7d后,在脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位布置检查孔,检查孔的数量为灌浆孔总数的5%。采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查,向孔内注入水灰比2∶1的浆液,在规定压力下,初始10min内注入量不超过10L,即为合格;
(5)封孔抹平:灌浆结束后,对往外流的灌浆孔进行闭浆待凝,待凝时间不少于24h,灌浆孔灌浆和检查孔钻孔注浆结束后,采用水泥砂浆将钻孔封填密实,并将孔口压抹平整。
三、注意事项
3．1安全防护
(1)用电:所有电气系统采用三级配电(总配电箱—分配电箱—开关箱)、两级漏电保护(总配电箱和开关箱)措施;
(2)爆破:洞室爆破时严格按施工技术及国家规范进行,作业时洞内安全距离无人,爆破后专职人员检查爆破效果;
(3)火工材料管理:火工材料集中管理,和生活区隔离,各种火工材料严格分库,各施工点有专人随用随领;
(4)安全教育:经常对职工进行必要的安全教育,各施工点均有兼职安全员负责安全工作。
3．2质量控制
(1)测量控制:经常复核轴线和高程,及时调整偏差使贯通误差在允许的范围内;
(2)原材料检验、试验:砂、石、水泥、钢筋、喷射砼等原材料检测、锚杆拉拔试验、浆液和水灰比检测,确保浆液质量和连续灌进;
(3)灌浆:灌浆时要尽快达到设计压力,并专人控制灌浆压力,以免灌浆压力过大产生抬动造成事故或灌浆压力过小而影响灌浆质量;
(4)压水试验:认真检查有无邻孔,特别是在钻进的孔段,如果发现串通,正在施工的钻孔停钻,冲洗、下管阻塞。
3．3塌方预防和处理措施
(1)超前支护,分断面开挖,减少围岩一次性暴露面及时进行喷锚支护;开挖成洞后,模筑混凝土紧跟;加强收敛量测,校核一次支护;
(2)开挖爆破时,避免因强爆破或装药过多引起强烈震动而引发塌方,合理掌握开挖进度;
(3)防止在不适当的停止施工时没有做好施工排水,使围岩长期浸泡,处于饱和状态,山岩压力增大,围岩强度下降,一经扰动引起的塌方;
(4)施工过程中应经常进行检查,及时发现发生塌方的种种预兆,及时采取工程技术措施,在掘进到地质不良围岩破碎地段,应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工措施。
四、结束语
水库除险加固工程输水隧洞由于施工时采取的施工方法得当,整个洞室从开挖、喷锚支护、砼衬砌和灌浆处理没有出现一起安全和质量事故。通过监测洞室稳定,本工程各项指标均达到国家规范和设计施工的要求。
关键词：水库工程、输水隧洞施工、注意事项
中图分类号：TV62文献标识码： A 文章编号：
一、工程简介
该水库是一座以灌溉为主,兼顾防洪、供水、发电等综合利用的大(2)型水利工程。输水隧洞为圆形全长302m,分A段(0+206～0+430)半径1.55m、B段(0+430～0+508)半径1.65m,隧洞洞线地表为全分化花岗岩层覆盖,一般厚5～10m,结构较疏松,风化层内夹带大量20～50cm岩石,局部直径达1m以上,进出口地质比较差,进口为强风化花岗岩,出口为全风化花岗岩粘土,洞身内岩性破碎稳定性差,大部分为Ⅳ类围岩。针对隧洞段地质条件,采取了全断面掘进开挖、超前锚杆和钢拱架架设、及时紧跟喷锚支护,最后模筑混凝土衬砌的施工方法。
二、施工方法
2．1方法选择
水库除险加固工程输水隧洞断面为8m2左右,断面较小隧洞开挖采用全断面钻爆法施工,要求一次性爆破成型,周边采用光面爆破保证洞壁成型光滑,减少超挖。由于围岩地质情况较差,每次开挖控制进尺1.5m后及时采取一次喷锚支护,然后再进行二次永久砼衬砌和灌浆处理,循环渐进。
2．2隧洞施工
输水隧洞地质情况较差,施工前对洞脸进行挂网喷混凝土处理,保证施工期安全,同时做好隧洞出口工作出渣斜坡道以利于机械行走。因进口箱涵施工,考虑施工交叉干扰,不能双向开挖,只能从隧洞出口段一头掘进,其施工工序如下:造孔→爆破→排烟→出渣→支撑超前锚杆及钢拱架→挂钢筋网→喷混凝土。
2.2.1开挖、出渣
工艺流程为:测量放样→钻孔→装药爆破→通风排烟→安全处理→出渣→喷锚支护。
(1)钻孔:采用气腿式风钻钻孔,钻头为“-”字形,成孔孔径42mm,孔深2.0m,掏槽孔位置略深,辅助孔孔底在同一平面上,孔位正确、平直。钻孔自上而下,每孔打好后用高压气吹孔并用纸袋等临时封孔,做好标记。周边孔孔距40～50cm,光爆孔密集系数K(K=E/W,E-光爆孔孔距,W-光爆层厚)0.6～0.8;
(2)爆破:使用原装32mm药卷,装在孔的底部,反向装药(药卷炮力集中穴指孔方向,雷管安放在孔底一端),且不堵塞炮眼。采用塑料导爆管的非电起爆毫秒雷管网络,实施微差爆破,所有的导爆管绑在一起连在一处火雷管上,点燃火雷管起爆毫秒雷管后,使炸药从掏槽孔、崩落孔、光爆孔依次起爆,不耦合系数1.3左右;
(3)排烟出渣:放炮之后,用轴流式通风机向洞内通风30min,在洞口无明显废气排出时专职撬石工排除工作面及顶部危石后,才能进行小型反铲装渣、小型汽车运输的出渣施工方案。
2．2.2 混凝土衬砌
工艺流程为:基础面清洗→钢筋绑扎→安装止水条→人工支模就位、固定(测量复核)→安装封头模板→浇筑混凝土→脱模→养护。由于隧洞断面较小且为圆形,按止水分缝位置分段采取一次钢筋绑扎、立模、混凝土浇筑的方式。模板根据结构尺寸选用强度足够的12mm钢板作为面板,面板后焊接角钢作为肋骨架加工成型,定型钢模分块的大小便于人工运输为准且对分块加以编号以便下次组装,模板间隔一定距离位置预留混凝土泵入仓口同时留有振捣口,在封口时为了排除仓内空气和检查顶拱填满程度用(按流向)每隔3m预埋一个通气管,模板块与块间利用螺栓联结。钢筋绑扎好后在隧洞上下左右中心线每间隔2m埋置锚杆螺栓穿过定型模板已预留的螺栓孔,然后采取木瓦条加螺母拧紧以固定定型模板确保浇筑时不位移。混凝土浇筑采用商品混凝土,用混凝土泵将混凝土直接压入仓内,隧洞底部混凝土浇筑速度不宜过快,控制混凝土入仓料的速度保持两边同时缓慢上升。浇筑完7d后拆模进行下一段混凝土施工,同样隧洞处于地下水位线以下洞壁外水量丰富,混凝土不需要专门的养护。
2.2.3 灌浆处理
工艺流程为:测量放样→定位造孔→灌浆→变形观测→封孔→检查孔→抹平验收。
(1)定位造孔:钻孔孔位按设计图纸测量放样,钻孔孔位与设计位置偏差不得大于10cm,在钢筋砼衬砌部位采取在预埋钢管中造孔作为灌浆孔口管,做好孔壁冲洗和脉动裂缝冲洗;
(2)灌浆:隧洞衬砌达到设计强度后,进行灌浆,灌浆材料选用质量稳定的水泥和外加剂。灌浆机具采用2SNS砂浆泵、JJS-2B搅拌桶、GJY-IV型灌浆自动记录仪配套使用,回填灌浆分区段进行,每区段长度不大于50m,分区端封堵严密,灌浆分两个次序,施工时自较低的一端开始,向较高一端推进。同一区段内的同一次序孔全部或部分钻孔完成后进行灌浆,回填灌浆压力为0.2～0.3MPa,浆液水灰比为∶一序孔灌注水灰比0.6(或0.5)∶1的水泥浆,二序孔灌注1∶1和0.6(或0.5)∶1两比级的水泥浆,空隙大的部位灌注水泥砂浆,但掺砂量不大于水泥重量的200%;
(3)变形观测:先用回填灌浆來填塞满衬砌与岩石的空隙,再用固结灌浆来固结隧洞周围的岩石。灌浆过程中当通气管开始漏浆时,就说明在拱顶已灌浆回填满,灌浆时监视衬砌砼的变形,并作好记录;
(4)检查孔:灌浆结束7d后,在脱空较大、串浆孔集中及灌浆情况异常的部位布置检查孔,检查孔的数量为灌浆孔总数的5%。采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查,向孔内注入水灰比2∶1的浆液,在规定压力下,初始10min内注入量不超过10L,即为合格;
(5)封孔抹平:灌浆结束后,对往外流的灌浆孔进行闭浆待凝,待凝时间不少于24h,灌浆孔灌浆和检查孔钻孔注浆结束后,采用水泥砂浆将钻孔封填密实,并将孔口压抹平整。
三、注意事项
3．1安全防护
(1)用电:所有电气系统采用三级配电(总配电箱—分配电箱—开关箱)、两级漏电保护(总配电箱和开关箱)措施;
(2)爆破:洞室爆破时严格按施工技术及国家规范进行,作业时洞内安全距离无人,爆破后专职人员检查爆破效果;
(3)火工材料管理:火工材料集中管理,和生活区隔离,各种火工材料严格分库,各施工点有专人随用随领;
(4)安全教育:经常对职工进行必要的安全教育,各施工点均有兼职安全员负责安全工作。
3．2质量控制
(1)测量控制:经常复核轴线和高程,及时调整偏差使贯通误差在允许的范围内;
(2)原材料检验、试验:砂、石、水泥、钢筋、喷射砼等原材料检测、锚杆拉拔试验、浆液和水灰比检测,确保浆液质量和连续灌进;
(3)灌浆:灌浆时要尽快达到设计压力,并专人控制灌浆压力,以免灌浆压力过大产生抬动造成事故或灌浆压力过小而影响灌浆质量;
(4)压水试验:认真检查有无邻孔,特别是在钻进的孔段,如果发现串通,正在施工的钻孔停钻,冲洗、下管阻塞。
3．3塌方预防和处理措施
(1)超前支护,分断面开挖,减少围岩一次性暴露面及时进行喷锚支护;开挖成洞后,模筑混凝土紧跟;加强收敛量测,校核一次支护;
(2)开挖爆破时,避免因强爆破或装药过多引起强烈震动而引发塌方,合理掌握开挖进度;
(3)防止在不适当的停止施工时没有做好施工排水,使围岩长期浸泡,处于饱和状态,山岩压力增大,围岩强度下降,一经扰动引起的塌方;
(4)施工过程中应经常进行检查,及时发现发生塌方的种种预兆,及时采取工程技术措施,在掘进到地质不良围岩破碎地段,应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工措施。
四、结束语
水库除险加固工程输水隧洞由于施工时采取的施工方法得当,整个洞室从开挖、喷锚支护、砼衬砌和灌浆处理没有出现一起安全和质量事故。通过监测洞室稳定,本工程各项指标均达到国家规范和设计施工的要求。